电站锅炉燃烧器改造后MFT事件分析

河南华润电力首阳山有限公司 吴泽沛 郭 亮 杨新杰 王芳振

某电厂2号锅炉为某公司的超临界变压运行带内置式再循环泵启动系统的本生直流锅炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、Π型锅炉。型号为HG-1987/25.4-YM1。燃烧系统为前后墙对冲燃烧，从上至下共设置四层燃烧器分别为A、B、C、D，每层燃烧器前后墙各四支燃烧器。除渣系统采用湿式除渣，由刮板捞渣机连续捞出输送至渣仓。2019年6月，为了降低锅炉出口NOx浓度，将燃烧器改造为某公司设计的低氮煤粉燃烧器。燃烧器改造后出现炉渣含碳量升高现象，经燃烧器厂家多次调整优化，改善效果不明显。

1 事件经过

10月6日白班，2号炉捞渣机开始出现炉渣较细，炉渣刮出困难，细渣回流，在捞渣机东侧斜坡底部逐渐堆积，18时28分出现细渣从捞渣机水封槽东侧溢流至地面，捞渣机水封补水口堵塞，无法正常补水。为了保证捞渣机水位正常，在捞渣机西侧尾部临时接消防水为捞渣机补水，并加强关注捞渣机水封水位。运行人员每隔1个小时检查捞渣机两侧水封水位均正常。

17时35分2号机组负荷530MW，2A、2B、2C、2D 磨煤机运行。19时36分降负荷至385MW，吹空停运2B磨煤机，安排2B磨煤机分离器清理工作。21时54分2B磨煤机分离器清理工作结束后，启动2B磨煤机并吹空停运2A磨煤机，保持2B、2C、2D磨煤机连层运行方式。

23时40分2号机组负荷322MW，机组INFIT CCS投入，锅炉燃料优化专家系统投入，2A、2B吸/送风机运行正常，氧量自动投入，2B、2C、2D磨煤机运行，2A磨煤机备用。主要运行参数：主汽温537℃/538℃，再热汽温554℃/561℃；再热器事故减温水两侧均为0t/h；一级过热器减温水两侧分别为18t/h、32t/h；二级过热器减温水两侧分别为2.3t/h、0t/h；炉膛压力-75Pa/-62Pa；一次风环管压力5.8kPa；二次风箱母管压力0.72kPa/0.77kPa；锅炉运行氧量6.0%/5.9%；锅炉出口CO浓度为38ppm/64ppm；捞渣机运行正常，负载油路压力13MPa。

23时41分52秒，监盘发现一次风环管压力异常升高，炉膛压力瞬间升高到+800Pa左右，集控主值立刻查看火检，发现多个火检快速消失，准备投入油枪时，23时42分04秒2号锅炉MFT动作报警，首出为“全炉膛火焰丧失”。23时42时17秒，2号捞渣机负载油压开始由13.5MPa逐渐升高，23时46分02秒最高升至22.02MPa，捞渣机停转，23时46分38秒捞渣机断链保护动作跳闸，经多次试启动，2号捞渣机启动失败。

2 原因分析

2.1 炉膛内各部位压力变化情况

23时41分47秒，2号锅炉末过出口右侧烟气压力由-0.13kPa升高至0.06kPa，升高190Pa；末再出口右侧烟气压力由-0.13kPa升高至0.07kPa，升高200Pa，炉膛其他区域压力无变化。

23时41分48秒，炉膛右侧压力测点1由-53.3 2Pa升高至-17.4Pa，升高36Pa；炉膛右侧压力2由 -90.68Pa升高至33.04Pa，升高123Pa；炉膛左侧压力1由-27.86Pa升高至1.7Pa，升高29Pa；炉膛左侧压力2为-10.93Pa无变化。

23时41分48秒，二次风箱母管压力0.68kPa/ 0.77kPa无变化，部分层二次风箱压力发生如下变化：前墙C层二次风箱压力由0.47kPa升高至0.74kPa，升高270Pa；后墙B层二次风箱压力由0.61kPa升高至0.89kPa，升高270Pa；后墙A层二次风箱压力由-0.06kPa升高至0.15kPa，升高210Pa；前墙A层二次风箱压力由-0.06kPa升高至0.16kPa，升高220Pa；前墙燃尽风层风压由0.16kPa升高至0.39kPa，升高230Pa；后墙燃尽风层风压由0.3kPa升高至0.59kPa，升高290Pa；D层二次风箱压力此刻无变化。

23时41分48秒，一次环管压力5.8kPa无变化，部分磨煤机分离器出口风压发生如下变化：B磨非驱动端分离器压力由2.7kPa升高至3.05kPa，升高350Pa；B磨驱动端分离器压力由2.74kPa升高至3.09kPa，升高350Pa；D磨驱动端分离器压力由1.81kPa升高至2.04kPa，升高170Pa；其他磨煤机分离器压力此刻无变化。

2.2 2号锅炉炉膛冒正压的可能原因分析

锅炉受热面掉大焦，导致捞渣机水封产生大量蒸汽引起炉膛压力突升。根据炉膛内压力变化情况，不符合从下向上的变化规律，同时在清理2号炉捞渣机内部积渣时，2号炉捞渣机内未发现大焦块。因此可以排除锅炉受热面掉大焦的可能。

捞渣机水封破坏，引起炉膛压力突升。根据锅炉运行参数分析，主、再热汽温、排烟温度、吸风机出力稳定在炉膛压力异常升高前无异常变化，并且运行人员多次现场确认2号炉捞渣机两侧水封水位正常。因此可以排除捞渣机水封破坏的可能。

炉膛内爆燃，引起炉膛压力突升。根据上图炉膛压力的变化情况，右侧末过出口烟气压力、右侧末再出口烟气压力首先变化，且炉内压力升高最高点位置位于B层燃烧器附近，同时结合锅炉吹扫过程中出现氧量浓度异常降低、且CO浓度升高且浓度值超量程，判断在炉膛上部右侧存在爆燃发生。根据停炉后捞渣机的渣量异常增大，捞渣机阻力增大跳闸，说明炉内存在大量落灰发生。

综合以上分析判断直接原因为：2号炉膛内发生爆燃，引起炉内大量落灰，导致2号锅炉燃烧恶化，2号锅炉全炉膛火焰丧失，2号锅炉MFT动作。

3 结论及建议

为了降低锅炉出口NOx浓度，将2号锅炉燃烧器进行改造。燃烧器改造后出现炉渣含碳量升高，燃尽性差，且调试中发现2D8粉管煤粉浓度偏大的问题。经燃烧器厂家多次调整优化，改善效果不明显，尤其是磨煤机隔层运行时燃尽效果更差，导致锅炉运行中产生未燃尽煤粉并在炉内聚集，在煤粉浓度达到极限时发生爆燃。

建议：2D磨煤机运行时，保持2D8燃烧器退出，2D8清扫风开启连续吹扫；尽量减少2D磨煤机运行时间，减少2B磨煤机停运时间，三台磨煤机运行时，保持2A、2B、2C磨煤机连层运行，当安排磨煤机分离器清理时，分离器清理结束后及时切换至2A、2B、2C磨煤机组合方式运行；与2D磨煤机分离器厂家沟通进行现场协同诊断D磨粉管浓度偏差大原因，并设法改善2D磨煤机的煤粉均匀性；与燃烧器厂家沟通，制定2号锅炉燃烧器优化方案。